Blog
การเลือกตัวเหนี่ยวนำในแหล่งจ่ายไฟสลับ DC-DC
13 Jan 2024
1. บทนำ
ตัวเหนี่ยวนำถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในการออกแบบวงจร และหน้าที่หลักในวงจรได้แก่
การจัดเก็บพลังงาน การกรอง การสำลัก เสียงสะท้อน การจับคู่ ฯลฯ พารามิเตอร์หลักของ

ตัวเหนี่ยวนำมีดังนี้:


ตารางที่ 1 พารามิเตอร์ที่สำคัญของการเหนี่ยวนำ

เลขที่.

ชื่อ

ความสำคัญ

1
ตัวเหนี่ยวนำL

ยิ่ง L มากเท่าใด ความจุพลังงานก็จะยิ่งมากขึ้นเท่านั้นระลอกคลื่นก็จะน้อยลง และความจุ ในการกรองที่ต้องการก็จะยิ่งน้อยลงเท่านั้น อย่างไรก็ตาม ยิ่ง L มีขนาดใหญ่เท่าใด โดยปกติแล้วขนาดตัวเหนี่ยวนำก็จะยิ่งต้องการมากขึ้น ส่งผลให้ DCR เพิ่มขึ้นและประสิทธิภาพของ DC-DC ลดลง ซึ่งจะทำให้ต้นทุนของการเหนี่ยวนำ เพิ่มขึ้น

2
ตัวเอง
ฮาร์มอนิก
ความถี่
f0

เนื่องจากมีความจุของปรสิตอยู่ในตัวเหนี่ยวนำ จึงมีความถี่เรโซแนนซ์ในตัวเองอยู่ นอกเหนือจาก f0 นี้ ตัวเหนี่ยวนำจะแสดงผลแบบประจุไฟฟ้า ในขณะที่ต่ำกว่า f0 นี้ ตัวเหนี่ยวนำจะแสดงผลแบบตัวเหนี่ยวนำ (ความต้านทานจะเพิ่มขึ้นตามความถี่)

3
กระแสตรง
ความต้านทาน
ดีซีอาร์

ความต้านทานไฟฟ้ากระแสตรงรวมของลวดเคลือบที่ใช้ระหว่างอิเล็กโทรดผลิตภัณฑ์ จากข้อมูลของ W=I2R นั้น DCR อาจทำให้เกิดการสูญเสียพลังงาน ลดประสิทธิภาพ DC-DC และยังเป็นสาเหตุหลักของการให้ความร้อนแบบเหนี่ยวนำ อีกด้วย

4
ตัวต้านทานไฟฟ้ากระแสสลับ
อาร์เอซี

ค่าความต้านทานของตัวเหนี่ยวนำที่ความถี่ที่ระบุส่วนใหญ่ประกอบด้วยความต้านทาน DC ของขดลวดเหนี่ยวนำ ( ผลกระทบของผิวหนังภายใต้ AC) การสูญเสียแกนแม่เหล็ก และการสูญเสียอิเล็กทริก ยิ่งRAC มาก ค่า Q ก็จะยิ่งสูงขึ้น

5
ความอิ่มตัว
อิสานปัจจุบัน

โดยปกติจะอ้างอิงถึงค่ากระแส DC ซึ่งสอดคล้องกับค่าความเหนี่ยวนำที่ลดลง 30%


2、คำนวณค่าความเหนี่ยวนำขั้นต่ำ


คำนวณค่าความเหนี่ยวนำขั้นต่ำและพิจารณาแบ่งวงจรแปลง DC-DC ออกเป็นวงจรบั๊กและวงจรบูสต์

การคำนวณค่าความเหนี่ยวนำขั้นต่ำสำหรับวงจรบั๊ก
สูตรการคำนวณค่าความเหนี่ยวนำขั้นต่ำของวงจรแปลงบั๊กมีดังนี้:



โดยที่:


ตารางที่ 2 ความสำคัญของพารามิเตอร์


ชื่อ
ความสำคัญ
วิน
แรงดันไฟฟ้าขาเข้า
โว้ต
แรงดันขาออก
ฟส
ความถี่ในการสลับ
∆ฉัน
กระแสพีคอุปนัย
โดยปกติ Δ ถ้าฉันใช้ "1/2" ของ Irat ปัจจุบันที่ได้รับการจัดอันดับ สูตรข้างต้นจะเปลี่ยนดังนี้:


การคำนวณค่าความเหนี่ยวนำขั้นต่ำสำหรับ 2 วงจรบูสต์
สูตรคำนวณค่าความเหนี่ยวนำขั้นต่ำของวงจรแปลง Boost มีดังนี้:




กระแสสูงสุดที่ไหลผ่านวงจรแปลง DC-DC, Imax ตามΔ I รับ 50% ของ Irat กระแสที่กำหนดและสูตรการคำนวณมีดังนี้:



3、การเลือกตัวเหนี่ยวนำ



1. คำนวณค่าตัวเหนี่ยวนำ
จำเป็นต้องคำนวณค่าตัวเหนี่ยวนำตามความถูกต้องของการเหนี่ยวนำและเว้นระยะขอบไว้

สำหรับตัวเหนี่ยวนำที่มีความแม่นยำ 20% หากระยะขอบที่ออกแบบคือ 5% ค่าตัวเหนี่ยวนำที่ต้องการจะออกแบบคือ:



L = (1+20%+5%)*นาที


2、การคำนวณการเหนี่ยวนำเล็กน้อย



ตัวเหนี่ยวนำจริงที่ใช้จะมีขนาดใหญ่กว่าตัวเหนี่ยวนำที่เราคำนวณเล็กน้อย และเราเรียกมันว่าตัวเหนี่ยวนำที่ระบุ

ยกตัวอย่างวงจร Boost โดยมีแรงดันไฟฟ้าอินพุต 4.2V ความถี่สวิตชิ่ง 1.2MHz กระแสเอาต์พุต 500mA และแรงดันเอาต์พุต 5V ค่าความเหนี่ยวนำที่ต้องการคือ:


ดังนั้น: L=2.24 μH × 1.25=2.8 μH เมื่อเปรียบเทียบกับ 2.8 μH ค่าความเหนี่ยวนำที่ระบุสำหรับ H ที่ใหญ่กว่าเล็กน้อยคือ 3.3 μH ดังนั้นค่าความเหนี่ยวนำภายนอกของ DC-DC จึงถูกเลือกเป็นค่าความเหนี่ยวนำ 3.3 μH


3、การคำนวณปัจจุบัน

ยืนยันว่าค่า Isat กระแสอิ่มตัวของตัวเหนี่ยวนำที่เลือกควรมากกว่า Imax และกระแสอุณหภูมิที่เพิ่มขึ้นควรมากกว่ากระแสเอาต์พุต ข้อกำหนดปัจจุบัน:


ไอแม็กซ์=ไอเอาท์+1/2×ΔI=ไอเอาท์+1/4×ไอเอาท์=1.25×ไอเอาท์=1.25×0.5A=0.625A


4、หมายเหตุ
ก. ความถี่เรโซแนนซ์ในตัวเอง f0 ของตัวเหนี่ยวนำควรมากกว่า 10 เท่าของความถี่สวิตชิ่ง Fs
ข. ตั้งค่าที่น้อยลงของ Isat กระแสอิ่มตัวและ Irms กระแสอุณหภูมิที่เพิ่มขึ้น
ค. ในภูมิภาคกระแสสูง DCR มีบทบาทชี้ขาด และยิ่ง DCR มีขนาดใหญ่ ประสิทธิภาพการแปลงก็จะยิ่งต่ำลง
ง. ตัวเหนี่ยวนำแบบซ้อนมีการกระจายความร้อนได้ดีกว่า ค่า ESR ต่ำกว่า และต้นทุนต่ำกว่าตัวเหนี่ยวนำแบบพันแผล แต่มีความต้านทานกระแสไฟฟ้าต่ำกว่าตัวเหนี่ยวนำแบบพันแผล
จ. การเลือกตัวเหนี่ยวนำที่มีการป้องกันแม่เหล็ก (ชีลด์หรือการเคลือบกาวแม่เหล็ก) สามารถปรับปรุง EMI.f ได้อย่างมีประสิทธิภาพ ขนาดของการเหนี่ยวนำ: ด้วยการเหนี่ยวนำที่ระบุเดียวกัน ขนาดมีผลโดยตรงต่อ
ค่าใช้จ่ายในการเลือกวัสดุ
ก. ความอิ่มตัวของตัวเหนี่ยวนำอาจทำให้กระแสเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว อุณหภูมิของตัวเหนี่ยวนำเพิ่มขึ้น และส่งผลต่ออายุการใช้งานของส่วนประกอบอื่นๆ
พารามิเตอร์ AC ของตัวเหนี่ยวนำวัดที่ความถี่คลื่นไซน์ 100K และในการใช้งานจริง จำเป็นต้องยืนยันว่าตัวเหนี่ยวนำมีความเหมาะสมผ่านการวัดจริงหรือไม่




คุณกำลังมองหาข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับมืออาชีพของ EverExceed ผลิตภัณฑ์และโซลูชั่นพลังงาน? เรามีทีมผู้เชี่ยวชาญพร้อมที่จะช่วยเหลือคุณ เสมอ. กรุณากรอกแบบฟอร์มและตัวแทนขายของเราจะ ติดต่อคุณในไม่ช้า
ลิขสิทธิ์ © 2024 EverExceed Industrial Co., Ltd.สงวนลิขสิทธิ์.
ฝากข้อความ
everexceed
ถ้าคุณมีความสนใจในผลิตภัณฑ์ของเราและต้องการทราบรายละเอียดเพิ่มเติมกรุณาฝากข้อความที่นี่เราจะตอบคุณโดยเร็วที่สุดเท่าที่จะทำได้

บ้าน

ผลิตภัณฑ์